使用图形化系统设计开发新颖的便携式智能温室

　　一个位于墨西哥的温室即将使用便携式智能温室系统

　　作者:

　　Pedro Ponce - Monterrey Institute of Technology

　　行业:

　　生命科学, 消费品, 科研

　　产品:

　　cRIO-9014, NI 9265, NI 9215, USB-6211, LabVIEW

　　挑战:

　　创建一个智能系统来实现便携式温室的原型，以管理包括供电及施肥在内的所有资源，控制环境变量以获得最佳收成，并利用绿色工程技术将系统损耗降低到最少。

　　解决方案:

　　利用一个基于人工智能(AI)架构的控制器来测量温室的传感器并控制温室的执行机构，这一控制器使用了NI USB-6211 数据采集(DAQ)模块作为硬件接口，并利用NI cRIO-9014实时控制器来监测风力发电设备与光电电池的供电状况。整个系统在LabVIEW专业版开发环境下编程实现。

　　"便携式智能型温室的主要部件是基于AI(人工智能)的智能型核心控制器。我们使用了LabVIEW来开发核心控制器，并利用了本校于 2008 年开发的LabVIEW下的智能控制工具包(Intelligent Control Toolkit for LabVIEW)。"

　　无土种植技术是一种无需使用泥土，只利用空气和营养水雾种植植物的方法。采用这种方法可以替代传统种植方法，并不受干旱或洪涝等恶劣天气环境的影响，确保农作物的质和量不会减少或降低。所以在某些作物由于气候环境等原因而不能被种植在某处时，就可以采用无土种植技术。除此之外，采用无土种植技术之后，作物无需花费精力来扩展根茎，就能够将更多能量用于提高产物的质量，例如作物的大小，味道或者营养价值。然而这种技术需要大量投入与人员的专业训练，在初期，这些投入是相当巨大的。

　　无土种植法的优点还有很多，它无需使用农机，所以不会导致土壤污染，也没有水土流失的风险。由于不使用化学农药，并且整个过程几乎完全自动化，还能够有效地节约资源。这种集约式的生产方式很适合在城市使用。

　　我们利用智能系统和绿色工程技术设计了一个全新的便携式智能型温室原型，实现了对供电与施肥等所有资源的同时管理，能够控制环境变量以获得最佳收成，并将系统损耗下降到最低。智能温室采用了无土种植法，使用方便，且极具灵活性，可被放置于餐厅或城市住家中。

　　此温室具有两种主要特点：首先，传统的温室一般无法放置于建筑物或家中，而便携式温室的主要目的就是要能放置在传统温室无法进驻之处。其次，这是一个智能温室，所有会影响生长的变量与因果反应都被纳入考虑，系统会根据这些数据进行分析并产生响应。

　　使用这座便携式智能型温室会带来许多益处，如：非无土种植法专家也能操作;建立温室的初期成本可以大幅降低;我们可以选择单独种植不同的作物，例如蕃茄、辣椒与生菜等。一些新生代的温室系统已经决定采用我们的便携式智能温室作为主要平台，例如，位于墨西哥莫雷洛斯州 (Morelos) 奎纳瓦卡市 (Cuernavaca) 的一处占地 1200平方米的温室。